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三晶 SAJ變頻器在空壓機(jī)上的節(jié)能改造應(yīng)用
  • 企業(yè):控制網(wǎng)     行業(yè):其他     領(lǐng)域:機(jī)器人    
  • 點(diǎn)擊數(shù):1035     發(fā)布時(shí)間:2009-04-02 14:31:44
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  空氣壓縮機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的許多部門(mén)中應(yīng)用極廣,特別是在紡織、化工、動(dòng)力等工業(yè)領(lǐng)域中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備,是許多工業(yè)部門(mén)工藝流程中的核心設(shè)備。提供自動(dòng)化生產(chǎn)所需的壓縮空氣足夠的供氣壓力,是生產(chǎn)流程順暢之要素,瞬間的壓降,即會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)。隨著變頻技術(shù)的成熟,變頻器在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。其控制方式的多樣性、完善的電機(jī)保護(hù)功能以及其特有的優(yōu)點(diǎn)是目前在工控領(lǐng)域其它無(wú)可比擬的。 

  一﹑螺桿式空壓機(jī)的工作原理

  螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作過(guò)程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個(gè)過(guò)程。當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),螺桿與殼體的齒溝相互嚙合,空氣由進(jìn)氣口吸入,同時(shí)也吸入機(jī)油,由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動(dòng)將吸入的油氣密封并向排氣口輸送;在輸送過(guò)程中齒溝嚙合間隙逐漸變小,油氣受到壓縮;當(dāng)齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時(shí),較高壓力的油氣混合氣體排出機(jī)體。 

  二﹑壓縮氣供氣系統(tǒng)組成及空壓機(jī)控制原理

  壓縮氣供氣系統(tǒng)組成:

  工廠空氣壓縮氣供氣系統(tǒng)一般由空氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、過(guò)濾器、儲(chǔ)氣罐、管路、閥門(mén)和用氣設(shè)備組成。

  空氣壓縮機(jī)的控制原理:

  在工廠的空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中, 普遍采用后端管道上安裝的壓力繼電器來(lái)控制空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行。空壓機(jī)啟動(dòng)時(shí),加載閥處于不工作態(tài),加載氣缸不動(dòng)作,空壓機(jī)頭進(jìn)氣口關(guān)閉,電機(jī)空載啟動(dòng)。當(dāng)空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行后, 如果后端設(shè)備用氣量較大, 儲(chǔ)氣罐和后端管路中壓縮氣壓力未達(dá)到壓力上限值,則控制器動(dòng)作加載閥,打開(kāi)進(jìn)氣口,電機(jī)負(fù)載運(yùn)行,不斷地向后端管路產(chǎn)生壓縮氣。如果后端用氣設(shè)備停止用氣,后端管路和儲(chǔ)氣罐中壓縮氣壓力漸漸升高,當(dāng)達(dá)到壓力上限設(shè)定值時(shí),壓力控制器發(fā)出卸載信號(hào),加載閥停止工作,進(jìn)氣口關(guān)閉,電機(jī)空載運(yùn)行。

  三﹑螺桿式空氣壓縮機(jī)變頻改造

  空壓機(jī)工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行的比較:

  空壓機(jī)電機(jī)功率一般較大,啟動(dòng)方式多采用空載(卸載)星-三角啟動(dòng),加載和卸載方式都為瞬時(shí)。這使得空壓機(jī)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)有較大的啟動(dòng)電流,加載和卸載時(shí)對(duì)設(shè)備機(jī)械沖擊較大;不光引起電源電壓波動(dòng),也會(huì)使壓縮氣源產(chǎn)生較大的波動(dòng);同時(shí)這種運(yùn)行方式還會(huì)加速設(shè)備的磨損,降低設(shè)備的使用年限。由于一般空氣壓縮機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)本身不能調(diào)速,因此就不能直接使用壓力或流量的變動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配,電機(jī)不允許頻繁啟動(dòng),導(dǎo)致在用氣量少的時(shí)候電機(jī)仍然要空載運(yùn)行,電能浪費(fèi)巨大。

  對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造,能夠使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起軟停,減小啟動(dòng)沖擊,延長(zhǎng)設(shè)備使用年限;同時(shí)由于電機(jī)運(yùn)行頻率可變,實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)根據(jù)用氣量的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,減少了電機(jī)頻繁的加載和卸載,從而較大幅度減小電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率,使得供氣系統(tǒng)氣壓維持恒定,便可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

  四﹑變頻改造方案設(shè)計(jì)原則

  根據(jù)原工況存在的問(wèn)題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求,空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求:

  電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲(chǔ)氣罐出口壓力穩(wěn)定,壓力波動(dòng)范圍不能超過(guò)±0.02Mpa。

  系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路。

  根據(jù)空壓機(jī)的工況要求,系統(tǒng)應(yīng)保障電動(dòng)機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性一。

  為了防止非正弦波干擾空壓機(jī)控制器,變頻器輸入端應(yīng)有抑制電磁干擾的有效措施。

  在用電氣量小的情況下,變頻器處在低頻運(yùn)行時(shí),應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過(guò)允許的范圍。

  生產(chǎn)工藝要求,變頻改造后,適當(dāng)降低壓縮氣供氣系統(tǒng)的供氣壓力,將原來(lái)的高壓變流量供氣改變?yōu)樽冾l恒壓變流量供氣方式。

  五﹑變頻器的選型

  根據(jù)上述原則,選擇廣州三晶電氣SAJ系列通用型變頻器,裝有工變頻切換裝置,只需加一只壓力變送器即可組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器反饋的氣壓信號(hào)直接送入變頻器自帶的PID調(diào)節(jié)器輸入口,而壓力設(shè)定可以使用變頻器的鍵盤(pán)設(shè)定,使該系統(tǒng)能夠滿足上述工況要求。

  SAJ變頻器特點(diǎn):

  采用32位電機(jī)控制專(zhuān)用微處理器,高精度頻率輸出

  新穎的功率累計(jì)功能,觀察節(jié)能效果更直觀方便。

  內(nèi)置RS-485接口,可計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制。多信號(hào)輸入,內(nèi)置簡(jiǎn)易PLC, 自動(dòng)化控制更方便。 

  載波頻率可調(diào),靜音運(yùn)行。

  控制方式多樣化,通用性強(qiáng)。

  內(nèi)置PID調(diào)節(jié)功能,閉環(huán)控制簡(jiǎn)單低速額定轉(zhuǎn)矩輸出,運(yùn)行穩(wěn)定。

  鍵盤(pán)操作方便,可在運(yùn)行時(shí)在線調(diào)整和設(shè)定有關(guān)參數(shù)。

  低頻轉(zhuǎn)矩輸出180% .低頻運(yùn)行特性良好.

  輸出頻率最大600HZ,可控制高速電機(jī)

  全方位的偵測(cè)保護(hù)功能(過(guò)壓、欠壓、過(guò)載)瞬間停電再起 動(dòng), 

  加速、減速、動(dòng)轉(zhuǎn)中失速防止等保護(hù)功能

  減速停止成自然停止,自動(dòng)復(fù)歸,直流制動(dòng)

  多樣的變頻器運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)顯示,對(duì)控制信號(hào)和負(fù)載運(yùn)行狀況一目了然。在進(jìn)行變頻改造時(shí)我們將盡量保持原有設(shè)備主電路和控制電路的完整性,對(duì)其電路不作改動(dòng);這有利于在變頻器發(fā)生故障或是檢修時(shí),空壓機(jī)可以很方便地改動(dòng)回到原有的控制方式上去,這保證了空壓機(jī)在變頻和工頻狀態(tài)下都可以運(yùn)行。


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